JPS5944582B2 - 走査型音波顕微鏡 - Google Patents

走査型音波顕微鏡

Info

Publication number
JPS5944582B2
JPS5944582B2 JP50018446A JP1844675A JPS5944582B2 JP S5944582 B2 JPS5944582 B2 JP S5944582B2 JP 50018446 A JP50018446 A JP 50018446A JP 1844675 A JP1844675 A JP 1844675A JP S5944582 B2 JPS5944582 B2 JP S5944582B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound wave
lens
energy
sonic
acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP50018446A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS50116058A (ja
Inventor
エフ クエ−ト カルビン
エ− レモンズ ロス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOODO OBU TORASUTEIIZU OBU ZA RIIRANDO SUTANFUOODO JUNIA UNIV ZA
Original Assignee
BOODO OBU TORASUTEIIZU OBU ZA RIIRANDO SUTANFUOODO JUNIA UNIV ZA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOODO OBU TORASUTEIIZU OBU ZA RIIRANDO SUTANFUOODO JUNIA UNIV ZA filed Critical BOODO OBU TORASUTEIIZU OBU ZA RIIRANDO SUTANFUOODO JUNIA UNIV ZA
Publication of JPS50116058A publication Critical patent/JPS50116058A/ja
Publication of JPS5944582B2 publication Critical patent/JPS5944582B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/30Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G01H3/10Amplitude; Power
    • G01H3/12Amplitude; Power by electric means
    • G01H3/125Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02854Length, thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に顕微鏡、特に高周波音波エネルギーを用
いる走査型顕微鏡に関連する。
従来型顕微鏡は2種の放射線、即ち光学顕微鏡では電磁
波、電子顕微鏡では電子波を使用する。
光学顕微鏡は長年にわたつて改良され、これで生物細胞
のような弊小対象物の正確な像が得られる。この改良に
も拘らず、光学顕微鏡は結像される試料の誘電特性を基
本的に感知するものであるハから固有の限界がある。
従つてある種の対象物は光学的に透明なため像が現われ
ず、他の対象物は光学的に不透明なため内部の詳細が現
われない。又組織切片及び細胞懸濁液のようなある種の
生物試料では固有の光学的コントラストが少ないのでコ
ントラスト感度に限界がある。このコントラストの限界
は生物学的試料を着色する非常に手のかかる技術により
ある程度改善できる。勿論、電子顕微鏡は製作も使用法
も技術的にはるかに困難である。
又生きている細胞のようなある種の対象物は、真空中に
支持する必要があること、及び細胞を破壊する電子ホン
パートのために検査できない。周波数約1.000MH
zの音波が比較的最近の開発で発生できるようになつた
ため水中の音波波長約1ミクロンが得られ、従つて高分
解像が得られる優れた機構の可能性が示唆されるように
なつた。
又音波エネルギーの走査、反射及び吸収を決めるのは試
料の誘電特性ではなく弾性特性の変化である。このため
、光学的又は電子的に不透明のある種の試料の表面下の
細部の研究が可能になつた。更に最も重要なことは弾性
特性の変化は又異なる細部を表示し、特に大きな固有音
波コントラストを与えることである。従つて本発明の一
般目的は高度の分解能、感度及びコントラストを有し、
しかも構造も使用法も簡単な音波顕微鏡を提供すること
にある。
この目的を達成するため、マイクロ波領域の無線周波数
(RF)エネルギーが圧電トランスデユーサに印加され
て音波伝搬媒質内に規準、即ちコリメートされたビーム
形式の強力な音波を発生し、このビームは音波レンズに
送られ、このレンズは上記伝搬媒質内で簡単ではあるが
有効な凹面形を形成し、かつ隣接する流体媒質内の焦点
に音波工ネルギ一を集束するため焦面に支持された試料
又は対象物と音波接触する。
この音波レンズは最小球面収差を有するように設計され
ているので顕微鏡の分回能は回析だけに限定されること
が本発明の重要特徴である。対象物の走査は集束音波ビ
ームと対象物との相対運動、例えば焦面内における対象
物自体の単純な機械的並進運動で行われる。対象物の性
質、特にその弾性によつて音波エネルギーは吸収、反射
及び/又は散乱されるので、射出音波エネルギーの強さ
又は位相変化としてのじよう乱を生じ、このじよう乱は
圧電トランスデユーサで検出される。じよう乱は送信音
波エネルギーにも反射音波エネルギーにも存在するので
、観察される特定試料によつて送信エネルギー又は反射
エネルギーで検出される。検出された音波信号は可視表
示のためオシロスコープに印加され、又音波エネルギー
の焦面内の機械的走査による対象物の運動は表示オシロ
スコープの電子ビームの走査と同期される。
又このビームの強さは、電子ビームが螢光板に衝突した
時良好な可視像が得られるように、対象物で送られる音
波エネルギーに比例させる。正確な選択周波数によつて
非常に高い分解能が得られる。
例えば、400MHzの周波数を用いると分解能は約3
ミクロンになり、又1.5GHzを用いると1ミクロン
以下の最終分解能が得られる。前述の音波レンズ設計に
より球面収差はこの分解能に対して何の制限も与えない
。全音波ビームが利用されるから最小量の音波エネルギ
ーで優れたコントラストを有する像が得られる。
又優れたSN(信号対雑音)特性が平均エネルギーレベ
ル10−Jャ純cト/dで容易に得られる。従つて必要な
エネルギーは生物試料の損傷レベルよりも十分に低い。
種々の検出装置が使用される。
伝送された音波エネルギーは類似の音波レンズで再規準
された後、感度の大きい圧電トランスジユーサ、即ち圧
電変換器で検出される。音波レンズ自体は媒質に適当な
凹面を形成することによつて簡単に得られ、又は“不遊
レンズ”のような一層複雑なレンズを使用して、球面収
差特にビーム軸外の領域の球面収差を低下できる。本発
明ではレンズの断面を透過する音波エネルギーの伝送は
最狭部のビーム断面が最適形状になるように制御するこ
とが可能である。これはビーム断面が最大の位相分解能
を与えることを考慮したものである。透過音波エネルギ
ーではない反射音波エネルギーは伝送用変換器、又は分
離されかつ適当な位置に配置された第2レンズと変換器
で検出される。
又横方向一定間隔に配置された複数の変換器とレンズを
、顕微鏡内を連続的に運動する対象物に対して使用する
ことができ、検出された出力は、適当な遅延時間後、結
合して最終的に非常に高いSN比を得ることができる。
種々の信号処理技術がこの方法に使用できる。又音波エ
ネルギーに曝露される対象物又は試料は位相変化を生じ
るので、位相じよう乱音波は又あとの表示のため位相基
準信号と比較できる。
入力エネルギーは又現用レーダ装置のように大幅に変え
ることができ対象物の更に詳細な情報を与える。例えば
入力信号は“゜チヤープ′″(Chir一p:線形掃引
周波数)形式吉することができ、又異なる周波数の各種
入力信号を対象物に連続的に印加した後再結合すること
もできる。最終可視像のコントラストを改善する異なる
色彩表示を有するカラー表示オシロスコープはその一例
である。更に対象物は音波エネルギーの方向に沿つて運
動できるように支持され、対象物の各断面を焦面内に移
動することによつて対象物の内部変化等を検出すること
ができる。又基準波を音波ホログラフイ方式で与えて三
次元像を得ることもできる。
上記本発明の目的とそれを達成する方法は添付図面に示
す実施例による下記の詳細な説明から明らかであろう。
第1図の無線周波数発振器10は同軸線12を通して、
例えば400MHzの周波数の電磁波工ネルギ一を供給
するよう配置され、この同軸線の末端はB1で示す規準
ビームとして強力な音波を発生するため音波伝搬媒質1
6の端部の薄膜又は板状の圧電変換器14にエネルギー
を供給する。
変換器14は図示の実施例では酸化亜鉛の薄膜であるが
、ニオブ酸リチウム、硫化カドミウム、硫化亜鉛その他
種々の圧電材料が使用できる。又この実施例の音波伝搬
媒質16はサフアイアであるが、融解石英、イツトリウ
ムーアルミニウムざくろ石のような他の媒質、硫化カド
ミウムのような圧電半導体、又は他の公知の伝搬媒質も
使用される。しかし本発明の目的には後述のようにかな
り高い音波伝搬速度を有する媒質を使用するのが好適で
ある。音波レンズ18は、圧電変換器14と反対側で伝
搬媒質16の端部に形成され、図示のようにサフアイア
材料の端部を研磨して凹面を形成する。
詳記すれば上記レンズはf数は0,65を有する曲率半
径0.4m71Lに研磨する。従つて音波の規準ビーム
B1は、図示実施例では例えば、上記音波レンズ18を
形成した音波伝搬媒質16端部と、後述の音波レンズを
形成した別の音波伝搬媒質端部との間に表面張力によつ
て保持される水を使用する流体媒質20内に集束される
。水はサフアイアと比較して音波伝搬速度が低い媒質で
あるから、上記音波レンズは正レンズを構成し音波ビー
ムを焦点Fに集束する。サフアイアは水よりもはるかに
音波伝搬速度が大きく、これらの音速比C1/C2は約
7.45であるから、第2図に示す通り、音波エネルギ
ーの屈折線とレンズ18の交差半径Rとの間の角θ2は
小さな値になる。
勿論この値はスネルの法則、即ちSinθ2c2/Cl
sinθ1で決り、このθ1は第2図に示す通り音波エ
ネルギーの入射線と曲率半径の延長線との間の角である
。従つて、サフアイアと水を媒質として使用すると最小
錯乱円直径は1ミクロン以下に減少され、レンズ18の
この球面収差のため音波顕微鏡の分解能を1ミクロン以
下にできる。図示の実施例では周波数400MHzを使
用すると水中音波の波長は約3,75ミクロンになるか
ら音波レンズのこの最小球面収差のため分解能には実際
の制限はない。像の最小錯乱円を更に小さくするため音
波レンズに特別のコーチングを施してもよい。上記のよ
うに、観察すべき対象物又は試料0は焦点Fの位置で流
体媒質20内に支持され、又この実施例では試料に簡単
な機械的運動を与えて走査する?置が設けられる。
第1図に略示されるように、マイクロメータを有する調
整可能な支持体22によつて試料0はZ方向で焦面に一
致させるように調整できる。又焦面内では第1図のX方
向の迅速な走査はスピーカ24を上記支持体22上に装
着することによつて行われ、このスピーカコーンは試料
又は対象物に接続される。支持体22は更にラム23で
Y方向に油圧で往復運動する載物台26上に装着される
。スピーカ24の駆動電圧と同一電圧が電源25からオ
シロスコープ28の水平偏向制御部に供給され、又往復
する載物台26はポテンシオメータ30に接続され、ポ
テンシオメータの出力電圧はオシロスコープ28の垂直
偏向制御部に供給されるので対象物の位置とオシロスコ
ープビーム位置との間には1対1の対応が得られる。事
実、走査速度300線/秒で3mmの視野が得られるか
ら1秒以内に完全な像がオシロスコープ上に形成される
。公知のように、任意の時期に対象物0に投射される音
波エネルギーはじよう乱をうけるから、観察試料の弾性
特性によつて音波の強さ及び/又は位相に変動が起こり
、このじよう乱音波エネルギーは水を通して別の音波レ
ンズ32に伝送され、このレンズは通常前記音波レンズ
18と同じもので、又これらの2個のレンズ18と32
は焦点が一致するように配置される。
音波伝搬媒体34の端部には音波レンズ32が形成され
この媒質を通つて伝送される音波エネルギーをB2で示
されるように再び規準し、この音波エネルギーは、酸化
亜鉛又は他の適当な圧電材料で作られ、従つてじよう乱
音波エネルギー検出器として動作する圧電変換器36に
供給される。この音波エネルギーは変換器で電磁エネル
ギーに変換された後オシロスコープに供給され、表示ビ
ームの強さを変え、試料像の最終的可視表示を与える。
上記試料物点から発散するすべてのエネルギーが利用さ
れるのでこの音波顕微鏡では低密度の音波エネルギーが
用いられる。
事実、平均エネルギーレベル10−7W/CTLで優れ
たコントラストを示す生物試料像が得られた。このエネ
ルギーレベルは生物試料の損傷限界値以下である。又実
験の結果、観察試料の弾性特性によつて優れたコントラ
ストが得られ、又前記のように400MHzの周波数で
約3ミクロンの分解能が得られた。周波数が1.000
MHz以上に増加すると約1ミクロンの分解能が得られ
ることは明らかで、又音波レンズの球面収差のためこの
優れた分解能には殆ど制限がないことを重ねて強調した
い。対象物の位置がマイクロメータ調整支持体22でZ
方向に変位されると、焦面に対する対象物の位置が変わ
り、従つて対象物の異なる部分が焦面、即ち音波ビーム
の挟小部(1ミクロン)に移動することは明らかであろ
う。
第3図に示されるように、1ミクロンの対象物0が焦点
Fにあると、殆ど全部の音波ビームが遮断されて最大の
じよう乱が現われる。しかし対象物0が点線位置までZ
方向に僅かに移動してもビーム遮断とこれに伴うじよう
乱は大幅に減少し、従つて変位が大きくなるとじよう乱
は観察できない。しかし対象物はZ方向にかなりの大き
さを有する場合には、上記の変位によつて異なる深さの
対象物局部、又は断面が焦面に一致するから特定検査が
可能になる。従つて対象物の内部の詳細を容易に研究で
きる。前記の通り、対象物又は試料による音波ビームの
遮断は反射、及び透過エネルギーの強さと位相にじよう
乱を生じ、本発明の原理によるとこの反射エネルギーが
可視像の形成に利用される。勿論この反射エネルギーの
一部は第1図の圧電変換器に戻された後表示用オシロス
コープに供給される。第4図に略示された変形装置は入
射エネルギーと反射エネルギーとを分離する利点がある
。詳記すると、可変無線周波数発振器38はプリズム状
伝搬媒質42の一面上の第1圧電変換器40に音波入力
エネルギーを供給して規準ビームB3を生じ、このビー
ムは音波レンズ44で焦点Fに集束され、この焦点に試
料又は対象物0が流体媒質48内の適当な支持体46で
支持され、この媒質は第1実施例のように水でもよく、
又更に音波伝搬速度が低く、かつ波長と球面収差を減少
する液体ヘリウムのような他の流体でもよい。対象物0
で反射されたエネルギーは前記プリズム状伝搬媒質42
内に適当に配置された第2音波レンズ50で反射ビーム
B4として再び規準され、このエネルギーは第2圧電変
換器52で検出され、第1実施例と同様に表示オシロス
コープに供給される。しかし可変無線周波数発振器38
は複雑なレーダー動作で“チヤープ”と一般に呼ばれる
線形掃引入力信号を発生し、レーダーと同様に対象物の
細部の像が形成される。
又、上記発振器38又は異なる周波数で動作する数個の
分離した発振器は、圧電変換器40に供給される信号、
及びオシロスコープ54に供給される信号を有すること
もでき、このオシロスコープは異なる周波数信号の各色
表示及びそれらの組合せからなる表示像が得られる多色
ユニツト形式のオシロスコープでもよく、従つてある場
合には対象物に関するより多くの情報が得られる。
上記実施例では単一の入力音波ビームを用いるが、例え
ばSN比の著しい改良等の利点は対象物を適当な順序で
一連のビームに曝露することにより得られる。例えば第
5図に示されるように無線周波数発振器56からの入力
エネルギーは、1個の伝搬媒質64上で通常横方向に一
定間隔離して配置した3個の入力変換器58,60,6
2に印加され、3本の平行なビームB5,B6及びB7
を形成し、これらのビームは3個の同じレンズ66,6
8,70で共通の焦面上の3焦点に集束される。適当な
支持体72上の対象物0は3本の集束ビームによつて機
械的に走査され、所定の時間順序でビームをじよう乱す
る。じよう乱入力信号は単一の出力伝搬媒質80に形成
された音波レンズ74,76,78によつて3本の出力
ビームB8,B9及びBlOに再び規準される。第5図
に示されるように対象物0が下方に機械的に動かされる
と仮定すると、可変時間遅延装置88と90は第1及び
第2出力信号の供給を遅延するようにセツトされている
から、3個の出力はすべて電子式加算器92に供給され
、組合せ出力が表示用オシロスコープ94に送られる。
上記の3個の遅延装置に発生する“雑音”は非干渉的に
集められるが、各装置の対象物信号は加算されるので、
使用する遅延装置の数に比例してSN比が改善される。
対象物0は流体媒質96内で連続的に動かされるが、共
通焦面内の正確な位置を保持するため偏平な内面を有す
る案内部材98が伝搬媒質64と80上に装着される。
これらの案内部材98はエポキシ又は音波低損失特性を
有する他の材料で作られ、又この低損失材料の挿入物は
勿論他の実施例にも有効である。前記実施例において、
検出と生成像は、主として音波エネルギーの通路にある
試料又は対象物のため生じた透過エネルギー又は反射エ
ネルギーの種々の強度によるものとして説明した。
前述のように位相変化も生じこれらの変化は最終的に可
視像を形成するのに利用される。例えば、第6図の1個
のRF発振器100からのRFエネルギーはニオブ酸リ
チウムの伝搬媒質106の同一平面上の2個の変換器1
02,104に同時に伝送され2個の類似の音波ビーム
Bll,B,2を生じ、これらのビームは類似の音波レ
ンズ108,110で集束され、これらのレンズはニオ
ブ酸リチウム内の単純な凹面で形成されるが、図示のよ
うに各レンズは、公知のように球面収差をゼロにするた
めガリウム114の中間層を有し、かつ適当に研磨した
融解石英112を含む複合不遊レンズである。対象物0
は一方のビームBllの焦点でこのビームに曝露され、
位相がじよう乱された出力は検出用変換器120に伝送
するため伝媒結晶118に隣接した他のレンズ116で
再び規準される。他のビームBl2は集束後、類似レン
ズ122で再び規準された後、対応する変換器124で
検出され、この両出力は標準位相比較器126に送られ
、次いでその出力は可視像を現わす表示用オシロスコー
プ128に供給される。以上説明したように本発明によ
れば、次のような効果がある。
光学顕微鏡及び電子顕微鏡では不可能であつた透明物の
細部、又は不透明物内部の細部等をそのまま、例えば薄
い切片に切断形成し、或はこの切片の生物学的試料を着
色する手段等を用いることなく表示できる。すなわち、
対象物の深さ方向と音波レンズの焦面とを相対的に変位
できるので、対象物の表面のみならず内部の任意位置に
焦面を設定でき、その結果対象物を何ら切片等に加工す
ることなく現状のままで任意の内部断面像を検出表示で
きる。又、対象物と焦点とを機械的に水平面方向に走査
しじよう乱音波エネルギーの検出信号から対象物の像を
表示する構成なので、高度の分解能、感度及びコントラ
ストを有し、しかも構造も使用も簡単である。更に、じ
よう乱された音波エネルギーは一旦電気信号に変換され
て表示されるので増幅等種々の電気的処理が行える。本
発明の実施態様を列挙すれば下記の通りである。
1.特許請求範囲記載の顕微鏡で、該音波伝搬媒質が流
体媒質よりも本質的に速い音波速度を有する走査型音波
顕微鏡。
2.特許請求範囲記載の顕微鏡で、該音波伝搬媒質がそ
の一端部に音波レンズを形成するため球状凹面を有する
固体からなる走査型音波顕微鏡。
3.第2項記載の顕微鏡で、音波ビ〒ム発生装置が、音
波レンズと整夕1ルた固体の伝搬媒質の他端部に圧電を
利用した音波変換器を含む走査型音波顕微鏡。
4.第2項記載の顕微鏡で、流体媒質の反対側に上記音
波レンズと焦点が一致する第2音波レンズを形成する凹
面を有する第2個体音波伝搬媒質を含み、かつ検出装置
が第2音波レンズの反対側の第2音波伝搬媒質端部に圧
電変換器を含む走査型音波顕微鏡。
5,特許請求範囲記載の顕微鏡で、音波ビームに直角な
平面内で移動できるように対象物を支持する装置を含む
走査型音波顕微鏡。
6.第5項記載の顕微鏡で、対象物支持装置が平面内の
直角2方向に移動できるように対象物を支持する走査型
音波顕微鏡。
7.特許請求の範囲記載の顕微鏡で、音波ビームの方向
に沿つて移動できるように対象物を支持する装置を含む
走査型音波顕微鏡。
8.特許請求範囲記載の顕微鏡で、音波レンズが不遊レ
ンズである走査型音波顕微鏡。
9.特許請求範囲記載の顕微鏡で、対象物を透過した音
波エネルギーを検出するため検出装置が配置された走査
型音波顕微鏡。
10.特許請求範囲記載の顕微鏡で、対象物で反射され
た音波エネルギーを検出するため検出装置が配置された
走査型音波顕微鏡。
11.特許請求範囲記載の顕微鏡で、音波ビーム発生装
置がマイクロ周波数範囲で動作するRF発振器を含む走
査型音波顕微鏡。
12.第11項記載の顕微鏡で、RF周波数発振器がチ
ヤープ出力を発生する走査型音波顕微鏡。
13.第11項記載の顕微鏡で、RF周波数発振器の出
力と、対象物でじよう乱された検出音波信号との位相を
比較する装置を含む走査型音波顕微鏡。
14.特許請求範囲記載の顕微鏡で、対象物から反射さ
れた音波エネルギーを受信する位置で伝搬媒質内に第2
音波レンズを形成する装置を含む走査型音波顕微鏡。
15,特許請求範囲記載の顕微鏡で、音波伝搬媒質と流
体媒質との間に挿入された低い音波損失媒質を含む走査
型音波顕微鏡。
16.特許請求範囲記載の顕微鏡で、横方向に一定間隔
に離れた位置で伝搬媒質端部に少くとも1個の別の音波
レンズを形成する装置:該音波レンズに対する音波ビー
ムを発生する装置:該音波ビームを通して順次対象物を
移動する装置:上記各ビームからのじよう乱音波エネル
ギーを検出する装置:検出間隔に関連して検出音波信号
を遅延する時間遅延装置:及び上記全音波ビームからの
検出信号を組合わせる装置、を含む走査型音波顕微鏡。
17特許請求範囲記載の顕微鏡で、伝搬媒質内に第2音
波レンズを形成する装置:第1音波レンズとの共通平面
内に焦点を有する該第2音波レンズに向けて上記伝搬媒
質内に第2音波ビームを発生する装置:第1音波ビーム
と交差するように対象物を支持する装置:第1及び第2
音波ビームから生じる音波信号を検出する装置:及び第
1及び第2検出音波信号の位相を比較する装置、を含む
走査型音波顕微鏡。
18.特許請求範囲記載の顕微鏡で検出音波信号を可視
表示する装置を含む走査型音波顕微鏡。
19.第18項記載の顕微鏡で、可視表示装置がオシロ
スコープを含む走査型音波顕微鏡。
20。
第19項記載の顕微鏡で、オシロスコープは数種の色彩
表示を与えるように動作し、この顕微鏡が、異なる周波
数の数種の音波ビームを発生する装置:異なる周波数の
種々の音波ビームから生じた異なるじよう乱音波信号を
検出する装置:及び異なる色彩の可視表示をするため上
記オシロスコープに異なる音波信号を供給する装置、を
含む走査型音波顕微鏡。21.第2項記載の顕微鏡で、
伝搬媒質と流体媒質の音波伝搬速度の比は十分に大きく
、レンズの分解能は屈折によつてのみ限定される走査型
音波顕微鏡。
【図面の簡単な説明】
第1図は、プロツク図で示される関連電子式入力装置と
出力装置とを有する本発明の一実施例の音波顕微鏡の中
央断面略示図、第2図は第1図の装置に用いられる音波
レンズの動作を説明する線図、第3図は第1図の装置で
得られる対象物の内部の細部情報の音波検出を説明する
概略図、第4図は反射音波エネルギーが検出される一変
形実施例の断面略示図、第5図は複数検出を行う他の実
施例の断面略示図で、第6図は音波エネルギーの位相じ
よう乱が検出かつ表示される他の一実施例の断面略示図
である。 14,36・・・・・・圧電変換器、16,34・・・
・・・音波伝搬媒質、18,32・・・・・・音波レン
ズ、20・・・・・・流体媒質、22・・・・・・支持
体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 音波伝搬媒質の端部に形成された所定の焦点を有す
    る音波レンズと、該音波レンズに向けて上記音波伝搬媒
    質内に音波ビームを発生させる装置と、音波エネルギー
    の減衰を抑制するため該音波エネルギーの伝搬方向に設
    ける液体媒質と、上記焦点に位置する対象物によつてじ
    よう乱された音波エネルギーを検出する装置と、上記対
    象物の深さ方向と音波レンズの焦面とを相対的に変位し
    て音波レンズの焦面を対象物の表面ないし深さ方向の任
    意位置に設定する変位装置と、上記対象物と音波レンズ
    の焦点とを水平面方向に走査する走査装置とを具備した
    ことを特徴とする走査型音波顕微鏡。 2 じよう乱された音波エネルギーを検出する装置は、
    端部に音波レンズを形成した音波伝搬媒質とは別に設け
    られて上記音波レンズと対峙した音波レンズを有する音
    波伝搬媒質の他端に配設されて、上記じよう乱された透
    過音波エネルギーを検出するものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の走査型音波顕微鏡。 3 じよう乱された音波エネルギーを検出する装置は、
    音波レンズに向けて音波伝搬媒質内に音波ビームを発生
    させる装置が兼用し、上記じよう乱された反射音波エネ
    ルギーを検出するものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の走査型音波顕微鏡。 4 じよう乱された音波エネルギーを検出する装置は、
    上記音波エネルギーの伝搬方向に対し所定の傾斜角度を
    有する対象物によつて反射されじよう乱された反射音波
    エネルギーの伝搬方向に設けられ、この反射音波エネル
    ギーを検出するものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の走査型音波顕微鏡。
JP50018446A 1974-02-15 1975-02-15 走査型音波顕微鏡 Expired JPS5944582B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44278274A 1974-02-15 1974-02-15
US442782 1974-02-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS50116058A JPS50116058A (ja) 1975-09-11
JPS5944582B2 true JPS5944582B2 (ja) 1984-10-30

Family

ID=23758118

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50018446A Expired JPS5944582B2 (ja) 1974-02-15 1975-02-15 走査型音波顕微鏡
JP58223058A Pending JPS59160754A (ja) 1974-02-15 1983-11-26 走査型音波顕微鏡
JP58223059A Pending JPS59160755A (ja) 1974-02-15 1983-11-26 音波顕微鏡
JP58223057A Pending JPS6035254A (ja) 1974-02-15 1983-11-26 音波顕微鏡
JP58243131A Granted JPS6035255A (ja) 1974-02-15 1983-12-24 走査型音波顕微鏡

Family Applications After (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58223058A Pending JPS59160754A (ja) 1974-02-15 1983-11-26 走査型音波顕微鏡
JP58223059A Pending JPS59160755A (ja) 1974-02-15 1983-11-26 音波顕微鏡
JP58223057A Pending JPS6035254A (ja) 1974-02-15 1983-11-26 音波顕微鏡
JP58243131A Granted JPS6035255A (ja) 1974-02-15 1983-12-24 走査型音波顕微鏡

Country Status (7)

Country Link
JP (5) JPS5944582B2 (ja)
AT (1) AT351283B (ja)
CA (1) CA1029462A (ja)
CH (1) CH581368A5 (ja)
DE (1) DE2504988C2 (ja)
FR (1) FR2261527B1 (ja)
GB (1) GB1503734A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202006020868U1 (de) 2005-04-11 2010-07-29 Pva Tepla Analytical Systems Gmbh Akustisches Rastermikroskop
DE202006020869U1 (de) 2005-04-11 2010-09-02 Pva Tepla Analytical Systems Gmbh Akustisches Rastermikroskop

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012950A (en) * 1974-12-12 1977-03-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford University Method of and apparatus for acoustic imaging
US4030342A (en) * 1975-09-18 1977-06-21 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University Acoustic microscope for scanning an object stereo-optically and with dark field imaging
JPS6130211Y2 (ja) * 1977-12-14 1986-09-04
DE3063803D1 (en) * 1980-02-08 1983-07-28 Hitachi Ltd Ultrasonic transducer using ultra high frequency
JPS6318919Y2 (ja) * 1980-03-26 1988-05-27
US4434669A (en) 1980-10-08 1984-03-06 National Research Development Corporation Apparatus for transmitting and receiving sound
JPS589063A (ja) * 1981-07-08 1983-01-19 Noritoshi Nakabachi 超音波顕微鏡
JPS6254159A (ja) * 1985-09-03 1987-03-09 Olympus Optical Co Ltd 位相差型超音波顕微鏡
JPS61280562A (ja) * 1986-06-20 1986-12-11 Hitachi Ltd 超音波顕微鏡
JPS6242068U (ja) * 1986-06-25 1987-03-13
JP2657949B2 (ja) * 1987-04-30 1997-09-30 北海製罐株式会社 管状体の成形装置
DE102006032431B4 (de) * 2006-06-22 2011-12-01 Siltronic Ag Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von mechanischen Defekten in einem aus Halbleitermaterial bestehenden Stabstück
SG138524A1 (en) 2006-06-22 2008-01-28 Siltronic Ag Method and apparatus for detection of mechanical defects in an ingot piece composed of semiconductor material
EP2780726A4 (en) 2011-11-18 2015-07-15 Sonix Inc METHOD AND APPARATUS FOR EQUALIZING SIGNAL PATH IN ACOUSTIC SCAN MICROSCOPE
CN111208200B (zh) * 2020-02-28 2020-10-20 北京理工大学 一种Ti-Al系合金药型罩组织一致性检测装置和检测方法
CN115307718B (zh) * 2022-08-10 2024-08-09 重庆建安仪器有限责任公司 电磁式宽量程压力波发生器及其使用方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2912853A (en) * 1955-04-18 1959-11-17 Gen Motors Corp Ultrasonic transmission testing method
US3024644A (en) * 1957-01-16 1962-03-13 Univ Illinois Ultrasonic microscope
JPS5237383B2 (ja) * 1971-08-06 1977-09-21
US3774717A (en) * 1971-12-27 1973-11-27 Univ Leland Stanford Junior Method of and apparatus for particle detection and identification
US4295078A (en) * 1980-05-12 1981-10-13 Rca Corporation Color television receiver degaussing circuit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202006020868U1 (de) 2005-04-11 2010-07-29 Pva Tepla Analytical Systems Gmbh Akustisches Rastermikroskop
DE202006020870U1 (de) 2005-04-11 2010-07-29 Pva Tepla Analytical Systems Gmbh Akustisches Rastermikroskop
DE202006020869U1 (de) 2005-04-11 2010-09-02 Pva Tepla Analytical Systems Gmbh Akustisches Rastermikroskop
DE202006020867U1 (de) 2005-04-11 2010-09-02 Pva Tepla Analytical Systems Gmbh Akustisches Rastermikroskop

Also Published As

Publication number Publication date
AT351283B (de) 1979-07-10
DE2504988C2 (de) 1984-08-23
ATA100575A (de) 1978-12-15
FR2261527A1 (ja) 1975-09-12
GB1503734A (en) 1978-03-15
CH581368A5 (ja) 1976-10-29
JPS59160754A (ja) 1984-09-11
CA1029462A (en) 1978-04-11
FR2261527B1 (ja) 1977-07-08
JPS6224741B2 (ja) 1987-05-29
JPS6035254A (ja) 1985-02-23
JPS6035255A (ja) 1985-02-23
JPS59160755A (ja) 1984-09-11
DE2504988A1 (de) 1976-01-08
JPS50116058A (ja) 1975-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4028933A (en) Acoustic microscope
Lemons et al. Acoustic microscope—scanning version
JPS5944582B2 (ja) 走査型音波顕微鏡
US4655083A (en) Surface ultrasonic wave interference microscope
JPS589063A (ja) 超音波顕微鏡
Grill et al. Scanning ultrasonic microscopy with phase contrast
CA1248620A (en) Scanning acoustic microscope
CA1058744A (en) Method of and apparatus for acoustic imaging
US4694699A (en) Acoustic microscopy
Kessler et al. Practical high resolution acoustic microscopy
US4779241A (en) Acoustic lens arrangement
US4006444A (en) Acoustic imaging apparatus
US4641530A (en) Acoustic microscope for analyzing an object in depth having aspherical lenses
JPH0330105B2 (ja)
JPH0324982B2 (ja)
Wickramasinghe Acoustic microscopy: present and future
GB1602741A (en) Acoustic test devices
US3890829A (en) Method and apparatus for acoustical imaging
Attal The acoustic microscope: a tool for nondestructive testing
US4881618A (en) Acoustic lens for use in acoustic microscope
JPS5950936B2 (ja) 超音波顕微鏡の試料保持板
Sinclair et al. Recent developments in scanning acoustic microscopy
Auld et al. Focusing and scanning of acoustic waves in solids
Farnell et al. Planar acoustic microscope lens
Kessler Acoustic microscopy-an industrial view